JPH07321533A - Satellite tracking antenna system - Google Patents

Satellite tracking antenna system

Info

Publication number
JPH07321533A
JPH07321533A JP10705594A JP10705594A JPH07321533A JP H07321533 A JPH07321533 A JP H07321533A JP 10705594 A JP10705594 A JP 10705594A JP 10705594 A JP10705594 A JP 10705594A JP H07321533 A JPH07321533 A JP H07321533A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
satellite
antenna
threshold level
reception level
search
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP10705594A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3241532B2 (en
Inventor
Kunitoshi Nishikawa
訓利 西川
Eiji Teramoto
英二 寺本
Toshiaki Watanabe
俊明 渡辺
Masaru Ogawa
勝 小川
Makoto Morita
真 森田
Atsushi Kosaka
敦志 匂坂
Kojiro Chikasawa
幸治郎 近沢
Katsumi Sakata
克己 阪田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Ten Ltd
Toyota Motor Corp
Toyota Central R&D Labs Inc
Original Assignee
Denso Ten Ltd
Toyota Motor Corp
Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Ten Ltd, Toyota Motor Corp, Toyota Central R&D Labs Inc filed Critical Denso Ten Ltd
Priority to JP10705594A priority Critical patent/JP3241532B2/en
Publication of JPH07321533A publication Critical patent/JPH07321533A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3241532B2 publication Critical patent/JP3241532B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To surely acquire a satellite in a short time regardless of fluctuation in electric field strength. CONSTITUTION:The antenna system is provided with an array antenna 11 receiving a radio wave from a satellite, an elevation angle mono-pulse circuit 14 generating each mono-pulse signal from a received signal, an azimuth angle mono-pulse circuit 15, an antenna drive section 17 driving the array antenna in the azimuth angle direction and the elevating angle direction and a control section 16 controlling each section to acquire and trace the satellite. When the direction of an object satellite is not known, the control section 16 controls the antenna drive section 17 and observes a reception level while changing the directivity of the array antenna 11 to search the satellite and detects that the reception level exceeds a prescribed threshold level to acquire and track the satellite. Moreover, when a maximum reception level during satellite search does not exceed an initial level of the threshold level even not once, the threshold level is set again based on a maximum reception level. Thus, even when the electric field strength is fluctuated, the satellite is surely acquired in a short time.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】自動車などの移動体において衛星
放送(BS)を受信するためのBSアンテナ装置に係わ
り、特に、良好な受信を確保するため衛星を正確かつ迅
速に捕捉し得る衛星追尾アンテナ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a BS antenna device for receiving satellite broadcasting (BS) in a mobile body such as an automobile, and in particular, a satellite tracking antenna capable of accurately and quickly capturing a satellite to ensure good reception. Regarding the device.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年の通信技術の進歩に伴い、各種分野
において、電波を用いた無線通信が採用されている。す
なわち、従来のTV放送、ラジオ放送、無線通信に加
え、各種移動体通信や衛星通信等も普及してきている。
2. Description of the Related Art With recent advances in communication technology, radio communication using radio waves has been adopted in various fields. That is, in addition to conventional TV broadcasting, radio broadcasting, and wireless communication, various mobile communication, satellite communication, and the like have become popular.

【0003】このような無線通信、特に衛星通信におい
ては、衛星からの微弱な電波を受信しなければならな
い。そこで、電波をいかに効率良く受信し、かつ有効に
利用するかが最も重要になる。この目的のために、複数
のアンテナを用い、電波をより多く受信しようとする試
みがなされている。
In such wireless communication, especially satellite communication, weak radio waves from the satellite must be received. Therefore, the most important thing is how to efficiently receive and effectively use radio waves. For this purpose, attempts have been made to receive more radio waves by using a plurality of antennas.

【0004】このような試みの代表的なものとしてアレ
イアンテナがある。このアレイアンテナでは、高利得、
すなわち非常に細いビームをもつアンテナ素子を一列あ
るいは平面的に並べ、複数のアンテナ素子の高周波信号
出力を合成することでアンテナの利得を高くしている。
アンテナ素子の数を増やせばそれだけ利得を向上するこ
とができ、微弱な電波の受信のためには、このアレイア
ンテナは非常に有効である。
An array antenna is a typical example of such an attempt. With this array antenna, high gain,
That is, the antenna gain having a very narrow beam is arranged in a line or in a plane, and the high frequency signal outputs of the plurality of antenna elements are combined to increase the antenna gain.
The gain can be improved by increasing the number of antenna elements, and this array antenna is very effective for receiving weak radio waves.

【0005】ところで、自動車などの移動体において、
衛星放送を受信するためには、アレイアンテナのような
高利得、すなわち非常に細いビームを持つアンテナ素子
を用い、かつ、移動体の動きに応じてビームの方位角
(アジマス)および仰角(エレベーション)を制御し、
ビームを衛星方向に保つ衛星追尾機能が必要になる。
By the way, in a moving body such as an automobile,
In order to receive satellite broadcasting, an antenna element having a high gain, that is, a very narrow beam, such as an array antenna, is used, and the azimuth (azimuth) and elevation (elevation) of the beam are changed according to the movement of the moving body. ) Control
A satellite tracking function is required to keep the beam in the satellite direction.

【0006】このような衛星追尾の方法として代表的な
ものに位相モノパルス方式がある。位相モノパルス方式
は、一対のアンテナ出力の位相差を検出することによ
り、アンテナの向きと電波到来方向、すなわち衛星方向
との角度誤差を得る方式である。
A phase monopulse system is a typical example of such a satellite tracking method. The phase monopulse system is a system in which an angle error between the antenna direction and the radio wave arrival direction, that is, the satellite direction is obtained by detecting the phase difference between a pair of antenna outputs.

【0007】[関連技術]このようなモノパルスアンテ
ナとして、例えば特願平5−124297号がある。以
下、これについて図1とともに説明する。
[Related Art] As such a monopulse antenna, for example, there is Japanese Patent Application No. 5-124297. Hereinafter, this will be described with reference to FIG.

【0008】図1に示すように、このアンテナ装置は、
上下2列および左右2列のマトリックス状に配設した4
つのサブアレイアンテナ1〜4を含むアレイアンテナ1
1を備える。アレイアンテナ11は、ターンテーブル6
上に搭載された仰角駆動機構(図示せず)に固設され
る。アンテナ駆動部17は、ターンテーブル6を方位角
方向に回転駆動するとともに、仰角駆動機構を仰角方向
に駆動するようになっている。
As shown in FIG. 1, this antenna device is
4 arranged in a matrix of two rows above and below and two rows left and right
Array antenna 1 including two sub-array antennas 1 to 4
1 is provided. The array antenna 11 is a turntable 6
It is fixed to an elevation drive mechanism (not shown) mounted on the top. The antenna driving unit 17 drives the turntable 6 to rotate in the azimuth direction and drives the elevation driving mechanism in the elevation direction.

【0009】さらに、このアンテナ装置は、上段の2つ
のサブアレイ3,4の出力を合成する上合成器12−1
と、下段の2つのサブアレイ1,2の出力を合成する下
合成器12−2と、アンテナ背面からみて左側の2つの
サブアレイ3及び1の出力を合成する左合成器13−1
と、右側の2つのサブアレイ4及び2の出力を合成する
右合成器13−2と、上合成器出力と下合成器出力との
位相差を検出して仰角モノパルス信号を出力する仰角モ
ノパルス回路14と、左合成器出力と右合成器出力との
位相差を検出して方位角モノパルス信号を出力する方位
角モノパルス回路15と、仰角モノパルス信号及び方位
角モノパルス信号に基づきアンテナ駆動部17の制御を
行う制御部16とを有している。
Further, this antenna device has an upper combiner 12-1 for combining the outputs of the two upper sub-arrays 3 and 4.
, A lower combiner 12-2 that combines the outputs of the two lower sub-arrays 1 and 2, and a left combiner 13-1 that combines the outputs of the two sub-arrays 3 and 1 on the left side when viewed from the rear of the antenna.
, A right combiner 13-2 for combining the outputs of the two right sub-arrays 4 and 2, and an elevation angle monopulse circuit 14 for detecting the phase difference between the upper and lower combiner outputs and outputting an elevation angle monopulse signal. And an azimuth monopulse circuit 15 that outputs a azimuth monopulse signal by detecting the phase difference between the left synthesizer output and the right synthesizer output, and control of the antenna drive unit 17 based on the elevation monopulse signal and the azimuth monopulse signal. It has the control part 16 which performs.

【0010】仰角モノパルス信号は、同相成分(Eco
sθ)と直交成分(Esinθ)とを含み、方位角モノ
パルス信号は、同相成分(Acosφ)と直交成分(A
sinφ)とを含む。
The elevation monopulse signal has an in-phase component (Eco
sθ) and a quadrature component (Esinθ), the azimuth angle monopulse signal has an in-phase component (Acosφ) and a quadrature component (Acosφ).
sin φ).

【0011】すなわち、このモノパルスアンテナでは、
アレイアンテナを4つのサブアレイアンテナに分割し、
上2つのサブアレイからの出力を合成したものと、下2
つのサブアレイからの出力を合成したものとから両者の
位相差を検出し、仰角方向のモノパルス信号を生成する
一方、左2つのサブアレイからの出力を合成したもの
と、右2つのサブアレイからの出力を合成したものとか
ら両者の位相差を検出し、方位角方向のモノパルス信号
を生成している。
That is, in this monopulse antenna,
Divide the array antenna into four sub-array antennas,
The output from the top two sub-arrays and the bottom two
The output from the two sub-arrays is combined with the output from the two sub-arrays, and the output from the two sub-arrays on the left is combined with the output from the two sub-arrays. The phase difference between the two is detected from the synthesized one, and a monopulse signal in the azimuth direction is generated.

【0012】このようにして得られたモノパルス信号に
基づいてアンテナを方位角方向及び仰角方向に駆動制御
することで、アンテナのビーム方向を電波到来方向に向
けることができる。
By controlling the driving of the antenna in the azimuth direction and the elevation angle direction based on the monopulse signal thus obtained, the beam direction of the antenna can be directed to the arrival direction of the radio wave.

【0013】なお、受信出力は、上合成器12−1の出
力と下合成器12−2の出力を合成するか、あるいは左
合成器13−1の出力と右合成器13−2の出力を合成
することで得られる。
As the reception output, the output of the upper combiner 12-1 and the output of the lower combiner 12-2 are combined, or the output of the left combiner 13-1 and the output of the right combiner 13-2 are combined. Obtained by synthesizing.

【0014】次に、図2とともに、位相モノパルス方式
の原理を説明する。この図は、図1における左側のサブ
アレイ1及び3の合成出力と右側のサブアレイ2及び4
の合成出力から、方位角モノパルス信号を求めて方位角
誤差(すなわち衛星方向に対するアンテナ方向の水平面
内での角度誤差)を求める場合を表している。
Next, the principle of the phase monopulse system will be described with reference to FIG. This figure shows the combined output of the left sub-arrays 1 and 3 and the right sub-arrays 2 and 4 in FIG.
2 shows a case where an azimuth angle monopulse signal is obtained from the combined output of 1 to obtain an azimuth angle error (that is, an angle error in the horizontal plane of the antenna direction with respect to the satellite direction).

【0015】図2に示すように、アンテナの正面方向と
衛星方向との間に方位角誤差Φがある場合、衛星から2
つのアンテナまでに経路長差が生じ、2つのアンテナ出
力間には、この経路長差に応じた位相差(以下、方位角
位相差という)φが生じる。この方位角誤差Φと方位角
位相差φの関係は、次の(1)式で表される。
As shown in FIG. 2, if there is an azimuth angle error Φ between the front direction of the antenna and the satellite direction, 2 from the satellite.
A path length difference occurs up to one antenna, and a phase difference (hereinafter referred to as an azimuth angle phase difference) φ corresponding to the path length difference occurs between the two antenna outputs. The relationship between the azimuth angle error Φ and the azimuth angle phase difference φ is expressed by the following equation (1).

【0016】φ=2π(LA sinΦ)/λ……(1) ここに、λは受信電波の波長,LA は左右のサブアレイ
アンテナの位相中心間距離である。
[0016] φ = 2π (L A sinΦ) / λ ...... (1) Here, lambda is the wavelength of the received radio wave, the L A is the phase distance between the centers of the left and right sub-array antenna.

【0017】従って、この方位角位相差φを検出するこ
とにより方位角誤差Φを求めることができる。この方位
角位相差φは、方位角モノパルス回路15によって検出
する。
Therefore, the azimuth angle error Φ can be obtained by detecting the azimuth angle phase difference φ. This azimuth angle phase difference φ is detected by the azimuth angle monopulse circuit 15.

【0018】方位角モノパルス回路15では、左側サブ
アレイの合成出力と右側サブアレイの合成出力を同相で
位相比較器に入力することにより同相成分Acosφを
得、また、一方のアンテナ出力を90度位相をずらして
から位相比較器に入力することによって直交成分Asi
nφを得る。すなわち、右側サブアレイ2及び4の合成
出力を同相分配器21により同相2分配して位相比較器
23及び24に入力するとともに、左側サブアレイ1及
び3の合成出力を90度移相器22によって同相及びこ
れと90度位相をずらしたものに分配してそれぞれ位相
比較器23及び24に入力する。そして、位相比較器2
3及び24から方位角モノパルス信号を出力する。すな
わち、位相比較器23から同相成分Acosφを出力
し、位相比較器24から直交成分Asinφを出力す
る。
In the azimuth monopulse circuit 15, the composite output of the left sub-array and the composite output of the right sub-array are input in phase to the phase comparator to obtain the in-phase component A cos φ, and one of the antenna outputs is 90 degrees out of phase. After that, the quadrature component Asi is input to the phase comparator.
Get nφ. That is, the combined output of the right sub-arrays 2 and 4 is divided into two in-phase by the in-phase distributor 21 and input to the phase comparators 23 and 24, and the combined output of the left sub-arrays 1 and 3 is supplied to the in-phase and This and 90 ° phase-shifted signals are distributed and input to the phase comparators 23 and 24, respectively. And the phase comparator 2
An azimuth monopulse signal is output from 3 and 24. That is, the phase comparator 23 outputs the in-phase component Acosφ, and the phase comparator 24 outputs the quadrature component Asinφ.

【0019】この2つの成分から受信信号の方位角振幅
Aおよび方位角位相差φを自乗和計算(後述する(2)
式)及び逆タンジェント計算(後述する(3)式)で求
めることができる。図1の構成例ではこれらの計算を制
御部16に含まれるマイクロプロセッサ等で行ってい
る。
From these two components, the azimuth angle amplitude A and the azimuth angle phase difference φ of the received signal are calculated as the sum of squares ((2) which will be described later).
Equation) and the inverse tangent calculation (Equation (3) described later). In the configuration example of FIG. 1, these calculations are performed by the microprocessor or the like included in the control unit 16.

【0020】ところで、このような衛星追尾アンテナで
は、電源投入直後、あるいはビル等の遮蔽から回復した
直後など、衛星方向が未知の状態になった場合に、衛星
方向を捜索し捕捉を行う必要がある。以下、この衛星捕
捉のための従来の捜索動作について図5とともに説明す
る。
By the way, in such a satellite tracking antenna, it is necessary to search and capture the satellite direction when the satellite direction becomes unknown, such as immediately after the power is turned on or after the building is shielded. is there. Hereinafter, the conventional search operation for capturing the satellite will be described with reference to FIG.

【0021】図5は、方位角誤差Φに対する方位角モノ
パルス信号の同相成分と直交成分、及び各成分から求め
られる方位角振幅Aと方位角位相φの関係を表したもの
である。
FIG. 5 shows the in-phase component and quadrature component of the azimuth angle monopulse signal with respect to the azimuth angle error Φ, and the relationship between the azimuth angle amplitude A and the azimuth angle phase φ obtained from each component.

【0022】図5(a)に示すように、方位角モノパル
ス信号は、衛星の方向において最大となる同相成分(A
cosφ)と、これに直交する(位相差=90°)直交
成分(Asinφ)とを含んでいる。方位角振幅Aは、
これらの成分から次の(2)式によって求められ、図5
(b)に示すようになる。
As shown in FIG. 5 (a), the azimuth monopulse signal has a maximum in-phase component (A
cosφ) and an orthogonal component (Asinφ) orthogonal to this (phase difference = 90 °). The azimuth amplitude A is
From these components, it is calculated by the following equation (2), and
As shown in (b).

【0023】 A=〔(Acosφ)2 +(Asinφ)2 1/2 ……(2) また、方位角位相差φは次の(3)式から求められ、図
5(c)に示すようになる。
A = [(Acosφ) 2 + (Asinφ) 2 ] 1/2 (2) Further, the azimuth angle phase difference φ is obtained from the following equation (3), and is as shown in FIG. 5 (c). become.

【0024】 φ=tan-1〔(Asinφ)/(Acosφ)〕……(3) 方位角方向の衛星の追尾は、方位角位相φが0になるよ
うにアンテナ駆動部17(図1)によりアンテナの指向
方向を変化させて行うが、方位角位相φが0になる方向
は、図5(c)に示すように、衛星方向(Φ=0)だけ
ではなく複数存在するため、単に位相が0になるようア
ンテナの指向方向を制御しただけでは、アンテナが衛星
方向以外の方向を向いてしまう可能性がある。
Φ = tan −1 [(Asin φ) / (A cos φ)] (3) The tracking of the satellite in the azimuth direction is performed by the antenna driver 17 (FIG. 1) so that the azimuth phase φ becomes 0. Although the directional direction of the antenna is changed, as shown in FIG. 5 (c), there are a plurality of directions in which the azimuth phase φ becomes 0, not just the satellite direction (Φ = 0). There is a possibility that the antenna may face a direction other than the satellite direction only by controlling the pointing direction of the antenna so that the antenna becomes 0.

【0025】そこで、追尾を行うか、あるいは捜索を行
うかを判定するためのスレッショルドレベルを設定し、
方位角振幅AがスレッショルドレベルTH以上の場合は
追尾を行い、これ以下の場合は追尾を行わず、方位角振
幅AがスレッショルドレベルTHを越えるまでアンテナ
を旋回して捕捉のための捜索を行う。すなわち、スレッ
ショルドレベルTHを用いて、追尾範囲を位相φに対し
|φ|<180°となる範囲に制限し、アンテナが常に
衛星方向に指向するように追尾制御を行う。
Therefore, a threshold level for determining whether to perform tracking or search is set,
If the azimuth amplitude A is equal to or higher than the threshold level TH, tracking is performed. If the azimuth amplitude A is equal to or lower than the threshold level TH, tracking is not performed, and the antenna is turned and a search for acquisition is performed until the azimuth amplitude A exceeds the threshold level TH. That is, using the threshold level TH, the tracking range is limited to a range where | φ | <180 ° with respect to the phase φ, and tracking control is performed so that the antenna always points in the satellite direction.

【0026】[0026]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の衛星追尾アンテナ装置には、次のような問題があっ
た。
However, this conventional satellite tracking antenna device has the following problems.

【0027】放送衛星に搭載されている放送用アンテナ
の指向性は、本州中央部(名古屋、大阪付近)を中心と
し、日本列島の方向(東北〜南西)に長い楕円形となっ
ている。そのため、衛星放送の電波の強さ(電界強度)
は日本全国で同じでなく地域差があり、北海道、あるい
は本州中心から大きく外れた房総半島などは、本州中央
部と比較して、かなり電波が弱い地域(弱電界地域)と
なる。また、電波は雨・雪などによっても減衰(降雨減
衰)するため、地域差と合わせると放送衛星の電界強度
はかなりの幅で変動する。
The directivity of the broadcasting antenna mounted on the broadcasting satellite has an elliptical shape centered on the central part of Honshu (near Nagoya and Osaka) and long in the direction of the Japanese archipelago (Tohoku to southwest). Therefore, the strength of the radio waves of satellite broadcasting (electric field strength)
Is not the same all over Japan, but there are regional differences, and Hokkaido, or the Boso Peninsula, which is far from the center of Honshu, is a region where the radio waves are considerably weaker than the central region of Honshu (weak electric field region). In addition, radio waves are attenuated by rain and snow (rainfall attenuation), so when combined with regional differences, the electric field strength of broadcasting satellites fluctuates within a considerable range.

【0028】従って、衛星追尾アンテナ装置を搭載した
移動体(自動車)が弱電界地域に移動したり、あるいは
降雨減衰によって電波が弱くなると、アンテナの受信電
力が減少するため、方位角モノパルス信号の波形が図6
(a)のように変化して方位角振幅Aが減少する。従っ
て、振幅がスレッショルドレベルTHを越える範囲が狭
くなり追尾範囲が減少する。このため、移動体が旋回し
た場合等におけるアンテナ駆動部17(図1)の応答遅
れによって方位角誤差が発生した場合には、追尾外れを
起こしやすくなり、追尾性能が低下する。また、さらに
電波が弱くなった場合には、振幅がスレッショルドレベ
ルを越す範囲がなくなり、捕捉不能となってしまう。
Therefore, when the mobile body (vehicle) equipped with the satellite tracking antenna device moves to a weak electric field area or the radio wave weakens due to rain attenuation, the received power of the antenna decreases, and therefore the waveform of the azimuth monopulse signal. Is Figure 6
The azimuth angle amplitude A decreases as shown in FIG. Therefore, the range in which the amplitude exceeds the threshold level TH is narrowed and the tracking range is reduced. Therefore, when an azimuth angle error occurs due to a response delay of the antenna driving unit 17 (FIG. 1) when the mobile body turns, the tracking error is likely to occur and the tracking performance is deteriorated. Further, when the radio wave becomes weaker, there is no range where the amplitude exceeds the threshold level, and it becomes impossible to capture.

【0029】この発明は係る課題を解決するためになさ
れたもので、弱電界地域での受信や降雨減衰の場合のよ
うに、電界強度が変動した場合においても、衛星を確実
にかつ短時間で捕捉するとともに、電界強度の変動に応
じて追尾範囲をほぼ一定に維持することができる衛星追
尾アンテナ装置を得ることを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and the satellite can be reliably and quickly operated even when the electric field strength varies, such as in the case of reception in a weak electric field region or rain attenuation. An object of the present invention is to obtain a satellite tracking antenna device that can capture and keep the tracking range substantially constant according to the fluctuation of the electric field strength.

【0030】[0030]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明に係
る衛星追尾アンテナ装置は、(i) 衛星からの電波を受信
するアンテナ素子と、(ii)アンテナ素子の受信レベルを
検出するレベル検出手段と、(iii) アンテナ素子の指向
方向を可変するアンテナ駆動手段と、(iv)衛星方向が未
知の場合、前記アンテナ駆動手段を制御してアンテナ素
子の指向方向を変化させながら前記レベル検出手段によ
り検出される受信レベルを観測して衛星を捜索し、該受
信レベルが所定のスレッショルドレベルを上回ったこと
を検出して衛星を捕捉し追尾する捕捉追尾制御手段と、
(v) この捕捉追尾制御手段による衛星捜索中の受信レベ
ルの最大値を保持する手段と、(vi)所定の捜索範囲を捜
索し終わった時点で受信レベルが一度も前記スレッショ
ルドレベルを越えなかったとき、前記最大値に基づいて
スレッショルドレベルを再設定する設定手段と、を具備
することを特徴とするものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a satellite tracking antenna device comprising: (i) an antenna element for receiving radio waves from a satellite; and (ii) level detection for detecting a reception level of the antenna element. Means, (iii) antenna driving means for changing the pointing direction of the antenna element, and (iv) when the satellite direction is unknown, the level detecting means while controlling the antenna driving means to change the pointing direction of the antenna element By searching the satellite by observing the reception level detected by, capture tracking control means for capturing and tracking the satellite by detecting that the reception level exceeds a predetermined threshold level,
(v) A means for holding the maximum value of the reception level during the satellite search by the acquisition tracking control means, and (vi) the reception level never exceeded the threshold level when the search for the predetermined search range was completed. At this time, a setting means for resetting the threshold level based on the maximum value is provided.

【0031】請求項2記載の発明に係る衛星追尾アンテ
ナ装置は、請求項1における設定手段が、所定の捜索範
囲を捜索し終わった時点で受信レベルが一度も前記スレ
ッショルドレベルを越えなかった場合に、この受信レベ
ルの最大値を所定の下限値と比較し、この比較の結果、
受信レベルの最大値が前記下限値以上であったときにの
み、前記最大値に基づくスレッショルドレベルの再設定
を行うことを特徴とするものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided the satellite tracking antenna device as set forth in the first aspect, wherein when the setting means has finished searching a predetermined search range, the reception level never exceeds the threshold level. , The maximum value of this reception level is compared with a predetermined lower limit value, and as a result of this comparison,
It is characterized in that the threshold level is reset based on the maximum value only when the maximum value of the reception level is equal to or higher than the lower limit value.

【0032】請求項3記載の発明に係る衛星追尾アンテ
ナ装置は、(i) 衛星からの電波を受信するアンテナ素子
と、(ii)アンテナ素子の受信レベルを検出するレベル検
出手段と、(iii) アンテナ素子の指向方向を可変するア
ンテナ駆動手段と、(iv)衛星方向が未知の場合、前記ア
ンテナ駆動手段を制御してアンテナ素子の指向方向を変
化させながら前記レベル検出手段により検出される受信
レベルを観測して衛星を捜索し、該受信レベルが所定の
スレッショルドレベルを上回ったことを検出して衛星を
捕捉し追尾する捕捉追尾制御手段と、(v) この捕捉追尾
制御手段による衛星探索中の受信レベルの最大値を保持
する手段と、(vi)所定の捜索範囲を捜索し終わった時点
で、前記受信レベルが前記スレッショルドレベルを上回
った範囲が所定の角度範囲以下であったとき、前記最大
値に基づいてスレッショルドレベルを再設定する設定手
段と、を具備することを特徴とするものである。
A satellite tracking antenna device according to a third aspect of the present invention is (i) an antenna element for receiving radio waves from a satellite, (ii) level detecting means for detecting a reception level of the antenna element, and (iii) Antenna driving means for changing the pointing direction of the antenna element, and (iv) when the satellite direction is unknown, the reception level detected by the level detecting means while controlling the antenna driving means to change the pointing direction of the antenna element. Observing the satellite to search for the satellite and detecting that the reception level exceeds a predetermined threshold level to capture and track the satellite, and (v) the satellite tracking by the acquisition and tracking control means. A means for holding the maximum value of the reception level, and (vi) when the search for the predetermined search range is completed, the range in which the reception level exceeds the threshold level is the predetermined angle range. When was lower, and is characterized in that it comprises setting means for resetting the threshold level, the based on the maximum value.

【0033】請求項4記載の発明に係る衛星追尾アンテ
ナ装置は、請求項1ないし請求項3において、さらに、
前記設定手段による再設定の後、アンテナ素子が衛星方
向に正しく指向した時点の受信レベルに基づき、前記ス
レッショルドレベルを再再設定する第2の設定手段、を
具備することを特徴とするものである。
A satellite tracking antenna device according to a fourth aspect of the present invention is the satellite tracking antenna device according to any one of the first to third aspects, further comprising:
After the resetting by the setting means, second setting means for resetting the threshold level based on the reception level at the time when the antenna element is correctly oriented in the satellite direction is provided. .

【0034】請求項5記載の発明に係る衛星追尾アンテ
ナ装置は、請求項1ないし請求項4において、前記捕捉
追尾制御手段による衛星捜索方向が方位角方向又は仰角
方向の少なくともいずれか一方であることを特徴とする
ものである。
A satellite tracking antenna device according to a fifth aspect of the present invention is the satellite tracking antenna device according to any one of the first to fourth aspects, wherein the satellite search direction by the acquisition and tracking control means is at least one of an azimuth direction and an elevation angle direction. It is characterized by.

【0035】[0035]

【作用】請求項1記載の発明では、所定の衛星捜索範囲
を捜索し終わった時点で受信レベルが一度も所定のスレ
ッショルドレベルを越えなかったとき、受信レベルの最
大値に基づいてスレッショルドレベルの再設定(変更)
が行われる。従って、電界強度が変動した場合において
も、確実にかつ短時間で衛星が捕捉される。
According to the first aspect of the present invention, when the reception level does not exceed the predetermined threshold level even after the search for the predetermined satellite search range is completed, the threshold level is re-set based on the maximum value of the reception level. setting change)
Is done. Therefore, even if the electric field strength fluctuates, the satellite is reliably captured in a short time.

【0036】請求項2記載の発明では、所定の捜索範囲
を捜索し終わった時点で受信レベルが一度もスレッショ
ルドレベルを越えず、しかもこの受信レベルの最大値が
所定の下限値以上であったときにのみ、スレッショルド
レベルの再設定が行われる。従って、受信レベルの最大
値が所定の下限値をも下回っていた場合には、アンテナ
装置が一時的に遮蔽物の影に入ったものと認識され、ス
レッショルドレベルの変更は行われない。
According to the second aspect of the present invention, when the reception level never exceeds the threshold level at the time when the search for the predetermined search range is completed, and the maximum value of the reception level is not less than the predetermined lower limit value. Only, the threshold level is reset. Therefore, when the maximum value of the reception level is less than the predetermined lower limit value, it is recognized that the antenna device is temporarily in the shadow of the shield, and the threshold level is not changed.

【0037】請求項3記載の発明では、所定の捜索範囲
を捜索し終わった時点で、前記受信レベルが前記スレッ
ショルドレベルを上回った範囲が所定の角度範囲以下で
あったとき、前記最大値に基づいてスレッショルドレベ
ルの再設定が行われる。従って、電界強度が変動した場
合においても、電界強度の変動に応じて追尾範囲がほぼ
一定に保たれる。
According to the third aspect of the present invention, when the range where the reception level exceeds the threshold level is equal to or less than the predetermined angle range at the time when the search for the predetermined search range is completed, the maximum value is used. Then, the threshold level is reset. Therefore, even when the electric field strength changes, the tracking range is kept substantially constant according to the change in the electric field strength.

【0038】請求項4記載の発明では、スレッショルド
レベルの再設定の後、さらに、アンテナ素子が衛星方向
に正しく指向した時点の受信レベルに基づいて前記スレ
ッショルドレベルの再再設定が行われる。従って、電界
強度が変動した場合においても、より安定した衛星捕捉
・追尾が可能となる。
In the invention according to claim 4, after the resetting of the threshold level, the resetting of the threshold level is further performed based on the reception level at the time when the antenna element is correctly oriented in the satellite direction. Therefore, even when the electric field strength fluctuates, more stable satellite acquisition / tracking becomes possible.

【0039】[0039]

【実施例】以下図面に基づき、本発明の実施例を詳細に
説明する。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.

【0040】図1は本発明の一実施例における衛星追尾
アンテナ装置を表したもので、ブロック図としては従来
例として説明したものと同じ構成である。すなわち、こ
のアンテナ装置は、上下2列および左右2列のマトリッ
クス状に配設した4つのサブアレイアンテナ1〜4を含
むアレイアンテナ11を備える。アレイアンテナ11
は、ターンテーブル6上に搭載された仰角駆動機構(図
示せず)に固設される。アンテナ駆動部17は、ターン
テーブル6を方位角方向に回転駆動するとともに、仰角
駆動機構を仰角方向に駆動する。
FIG. 1 shows a satellite tracking antenna device according to an embodiment of the present invention, which has the same configuration as that described as a conventional example as a block diagram. That is, this antenna device includes an array antenna 11 including four sub-array antennas 1 to 4 arranged in a matrix of two rows above and below and two rows left and right. Array antenna 11
Is fixed to an elevation drive mechanism (not shown) mounted on the turntable 6. The antenna driving section 17 drives the turntable 6 to rotate in the azimuth direction and drives the elevation driving mechanism in the elevation direction.

【0041】さらに、このアンテナ装置は、上段の2つ
のサブアレイ3,4の出力を合成する上合成器12−1
と、下段の2つのサブアレイ1,2の出力を合成する下
合成器12−2と、アンテナ背面からみて左側の2つの
サブアレイ3及び1の出力を合成する左合成器13−1
と、右側の2つのサブアレイ4及び2の出力を合成する
右合成器13−2と、上合成器出力と下合成器出力との
位相差を検出して仰角モノパルス信号を出力する仰角モ
ノパルス回路14と、左合成器出力と右合成器出力との
位相差を検出して方位角モノパルス信号を出力する方位
角モノパルス回路15と、仰角モノパルス信号及び方位
角モノパルス信号に基づきアンテナ駆動部17の制御を
行う制御部16とを有している。制御部16は、後述す
る最大振幅値を記憶するためのメモリ18を有してい
る。
Further, this antenna device has an upper combiner 12-1 for combining the outputs of the two upper sub-arrays 3 and 4.
, A lower combiner 12-2 that combines the outputs of the two lower sub-arrays 1 and 2, and a left combiner 13-1 that combines the outputs of the two sub-arrays 3 and 1 on the left side when viewed from the rear of the antenna.
, A right combiner 13-2 for combining the outputs of the two right sub-arrays 4 and 2, and an elevation angle monopulse circuit 14 for detecting the phase difference between the upper and lower combiner outputs and outputting an elevation angle monopulse signal. And an azimuth monopulse circuit 15 that outputs a azimuth monopulse signal by detecting the phase difference between the left synthesizer output and the right synthesizer output, and control of the antenna drive unit 17 based on the elevation monopulse signal and the azimuth monopulse signal. It has the control part 16 which performs. The control unit 16 has a memory 18 for storing a maximum amplitude value described later.

【0042】仰角モノパルス信号は、同相成分(Eco
sθ)と直交成分(Esinθ)とを含み、方位角モノ
パルス信号は、同相成分(Acosφ)と直交成分(A
sinφ)とを含む。
The elevation monopulse signal has an in-phase component (Eco
sθ) and a quadrature component (Esinθ), the azimuth angle monopulse signal has an in-phase component (Acosφ) and a quadrature component (Acosφ).
sin φ).

【0043】このようにして得られた各モノパルス信号
に基づいてアンテナを方位角方向及び仰角方向に駆動制
御することで、アンテナのビーム方向を電波到来方向に
向けることができる。
By driving and controlling the antenna in the azimuth angle direction and the elevation angle direction based on each monopulse signal obtained in this way, the beam direction of the antenna can be directed to the arrival direction of the radio wave.

【0044】なお、受信出力は、上合成器12−1の出
力と下合成器12−2の出力を合成するか、あるいは左
合成器13−1の出力と右合成器13−2の出力を合成
することで得られる。
As the reception output, the output of the upper combiner 12-1 and the output of the lower combiner 12-2 are combined, or the output of the left combiner 13-1 and the output of the right combiner 13-2 are combined. Obtained by synthesizing.

【0045】この装置においても、従来例(図2)と同
様に、図1における左側のサブアレイ1及び3の合成出
力と右側のサブアレイ2及び4の合成出力から、方位角
モノパルス信号を求めて方位角誤差を求めることで、方
位角方向の衛星追尾を行う。その詳細は従来例と同様で
あるのでここでは説明を省略する。
Also in this device, similarly to the conventional example (FIG. 2), the azimuth angle monopulse signal is obtained from the combined output of the left sub-arrays 1 and 3 and the right side sub-arrays 2 and 4 in FIG. The satellite tracking in the azimuth direction is performed by obtaining the angular error. The details are the same as in the conventional example, and therefore the description thereof is omitted here.

【0046】一方、仰角方向の衛星追尾は、図1におけ
る下側のサブアレイ1及び2の合成出力と上側のサブア
レイ3及び4の合成出力から、仰角モノパルス信号を求
めて仰角誤差(すなわち衛星方向に対するアンテナ方向
の垂直面内での角度誤差)を求めることで行う。これ
は、図1の仰角モノパルス回路14を図2の方位角モノ
パルス回路15とほぼ同様に構成することで可能であ
る。
On the other hand, in satellite tracking in the elevation angle direction, an elevation angle monopulse signal is obtained from the composite output of the lower sub-arrays 1 and 2 and the composite output of the upper sub-arrays 3 and 4 in FIG. This is done by calculating the angle error in the vertical plane of the antenna direction. This can be done by configuring the elevation monopulse circuit 14 of FIG. 1 in substantially the same manner as the azimuth monopulse circuit 15 of FIG.

【0047】この場合、アンテナの正面方向と衛星方向
との間の仰角誤差をΘとし、衛星から上下2組のアンテ
ナまでの経路長差に応じた位相差(以下、仰角位相差と
いう)をθとすると、仰角誤差Θと仰角位相差θの関係
は、次の(4)式で表される。
In this case, the elevation angle error between the front direction of the antenna and the satellite direction is Θ, and the phase difference corresponding to the path length difference from the satellite to the upper and lower two sets of antennas (hereinafter referred to as the elevation phase difference) is θ. Then, the relationship between the elevation angle error Θ and the elevation angle phase difference θ is expressed by the following equation (4).

【0048】θ=2π(LE sinΘ)/λ……(4) ここに、λは受信電波の波長,LE は上下のサブアレイ
アンテナの位相中心間距離である。従って、この仰角位
相差θを検出することにより仰角誤差Θを求めることが
できる。
[0048] θ = 2π (L E sinΘ) / λ ...... (4) Here, lambda is the wavelength of the received radio wave, is L E is the phase distance between the centers of the upper and lower sub-array antenna. Therefore, the elevation angle error Θ can be obtained by detecting the elevation angle phase difference θ.

【0049】仰角方向の衛星追尾は、仰角位相差θが0
になるようにアンテナ駆動部17(図1)によりアンテ
ナの指向方向を変化させて行う。この仰角位相差θは、
仰角モノパルス回路14によって検出する。
In satellite tracking in the elevation direction, the elevation phase difference θ is 0.
The antenna driving unit 17 (FIG. 1) changes the pointing direction of the antenna so that This elevation phase difference θ is
The elevation monopulse circuit 14 detects.

【0050】仰角モノパルス回路14では、下側サブア
レイの合成出力と上側サブアレイの合成出力を同相で位
相比較器に入力することにより同相成分Ecosθを
得、また、一方のアンテナ出力を90度位相をずらして
から位相比較器に入力することによって直交成分Esi
nθを得る。
In the elevation angle monopulse circuit 14, the composite output of the lower sub-array and the composite output of the upper sub-array are input to the phase comparator in phase to obtain the in-phase component Ecos θ, and the phase of one antenna output is shifted by 90 degrees. Then, the quadrature component Esi
Get nθ.

【0051】この2つの成分から、仰角位相差θ、及び
仰角振幅Eが、それぞれ次の(5)式及び(6)式によ
り求められる。
From these two components, the elevation angle phase difference θ and the elevation angle amplitude E are obtained by the following equations (5) and (6), respectively.

【0052】 θ=tan-1〔(Esinθ)/(Ecosθ)〕……(5) E=〔(Ecosθ)2 +(Esinθ)2 1/2 ……(6) 次に、以上のような構成の衛星追尾アンテナ装置の衛星
捕捉制御を図3とともに説明する。ここでは簡単のた
め、方位角モノパルス信号を用いて方位角方向について
のみ衛星の捜索・追尾を行う場合を示す。
Θ = tan −1 [(Esin θ) / (Ecos θ)] (5) E = [(Ecos θ) 2 + (Esin θ) 2 ] 1/2 (6) Next, as described above The satellite acquisition control of the satellite tracking antenna device having the configuration will be described with reference to FIG. Here, for simplification, a case is shown in which a satellite is searched and tracked only in the azimuth direction using an azimuth monopulse signal.

【0053】電源投入直後の初期状態では、制御部16
はまず、スレッショルドレベルを所定の初期値THに設
定する(ステップS101)。この初期値としては、強
電界地域(名古屋・大阪など)において正しく追尾可能
となる最小の値を設定しておく。
In the initial state immediately after the power is turned on, the control unit 16
First, the threshold level is set to a predetermined initial value TH (step S101). As this initial value, the minimum value that can be correctly tracked in the strong electric field area (Nagoya, Osaka, etc.) is set.

【0054】次に、この初期値THを用いて衛星の捜索
を最大1周(360°)の間行う(ステップS10
2)。なお、この捜索の間、制御部16は、方位角振幅
Aの最大値をメモリ18に記憶し保持しておく。
Next, using this initial value TH, a satellite search is performed for a maximum of one round (360 °) (step S10).
2). During the search, the control unit 16 stores and holds the maximum value of the azimuth angle amplitude A in the memory 18.

【0055】1周以内に方位角振幅Aがスレッショルド
レベルTHを越えず捕捉できなかった場合には(ステッ
プS103;N)、保持された方位角振幅Aの最大値を
予め決めた下限値と比較する(ステップS104)。
When the azimuth amplitude A does not exceed the threshold level TH and cannot be captured within one round (step S103; N), the maximum value of the held azimuth amplitude A is compared with a predetermined lower limit value. (Step S104).

【0056】この下限値は、このアンテナ装置において
追尾・受信(画像表示)が可能な最小の電界強度におけ
るモノパルスの振幅値である。衛星放送の電波は、ビル
等で遮蔽されると著しく弱くなり、強電界地域でも遮蔽
時には受信が不可能となる。そのため、最大値が下限値
を下回った場合は(ステップS104;Y)、遮蔽状態
と判断し(ステップS105)、スレッショルドレベル
を変更せず捜索を継続する(ステップS106)。
The lower limit value is the amplitude value of the monopulse at the minimum electric field intensity that can be tracked / received (image display) in this antenna device. The radio waves of satellite broadcasting become extremely weak when shielded by a building or the like, and reception becomes impossible when shielded even in a strong electric field area. Therefore, when the maximum value is below the lower limit value (step S104; Y), it is determined that the state is the shield state (step S105), and the search is continued without changing the threshold level (step S106).

【0057】一方、最大値が下限値以上の場合は(ステ
ップS104;N)、受信地点が弱電界地域であり現在
設定されているスレッショルドレベルTHが電界強度に
対して高すぎると判断し(ステップS107)、捜索時
において保持された方位角振幅の最大値に基づきスレッ
ショルドレベルを補正する(ステップS108)。補正
は、例えば、スレショルドレベルを上記最大値の2/3
の値にすることで行う。そして、この補正されたスレッ
ショルドレベルを用いて捜索を継続する(ステップS1
02)。
On the other hand, when the maximum value is equal to or higher than the lower limit value (step S104; N), it is judged that the receiving point is in the weak electric field area and the currently set threshold level TH is too high for the electric field strength (step S104). (S107), the threshold level is corrected based on the maximum value of the azimuth angle amplitude held during the search (step S108). The correction is performed, for example, by setting the threshold level to 2/3 of the maximum value.
It is done by setting the value of. Then, the search is continued by using the corrected threshold level (step S1).
02).

【0058】このようにスレッショルドレベルを補正す
ることにより、移動体(衛星追尾アンテナ装置)が遮蔽
状態に入らない限り、2周目の捜索旋回で必ず衛星が捕
捉されることとなり、衛星の捕捉を短時間に、かつ確実
に行うことができる。
By correcting the threshold level in this way, unless the moving body (satellite tracking antenna device) enters the shielded state, the satellite is always captured in the search turn of the second lap, and the satellite is captured. It can be performed reliably in a short time.

【0059】また、上記のように、1周目の捜索時の最
大値が下限値を下回った場合はスレッショルドレベルを
変更せず捜索を継続するようにしたことにより、移動体
が一時的に遮蔽物の影に入るごとにスレショルドレベル
が変更されてしまうという事態が回避される。
Further, as described above, when the maximum value during the search on the first lap falls below the lower limit value, the search is continued without changing the threshold level, so that the moving body is temporarily shielded. The situation where the threshold level is changed each time you enter the shadow of an object is avoided.

【0060】さて、衛星を捜索旋回の1周目で捕捉した
場合には(ステップS103;Y)、スレッショルドレ
ベルは補正されず初期値のままであり、実際の電界強度
に適した値とは限らない。また、前記のように捜索時の
最大値に基づいてスレッショルドレベルの補正を行った
場合でも、捜索時のアンテナ素子の回転速度が比較的高
速であり、かつ制御部16が位相モノパルス信号をサン
プリングする間隔が有限であることから、記憶された最
大値は必ずしも方位角誤差Φ=0のときの値とは限らな
い。従って、この最大値に基づいて補正したスレッショ
ルドレベルの値も、実際の電界強度に対して必ずしも最
適な値とは限らない。
When the satellite is captured in the first orbit of the search turn (step S103; Y), the threshold level is not corrected and remains the initial value, which is not always a value suitable for the actual electric field strength. Absent. Further, even when the threshold level is corrected based on the maximum value at the time of searching as described above, the rotation speed of the antenna element at the time of searching is relatively high, and the control unit 16 samples the phase monopulse signal. Since the interval is finite, the stored maximum value is not always the value when the azimuth angle error Φ = 0. Therefore, the threshold level value corrected based on this maximum value is not always the optimum value for the actual electric field strength.

【0061】そこで、本実施例では、衛星を捕捉して追
尾状態に入った後、アンテナが正確に衛星方向を指向し
た時点(Φ=0すなわち位相φ=0となった時点)の振
幅値に基づいてスレッショルドレベルを再度補正し、現
在の電界強度に対して最適な値TH′に設定する(ステ
ップS109)。例えば、φ=0となった時点の振幅値
の2/3の値に設定する。
Therefore, in the present embodiment, after the satellite is captured and the tracking state is entered, the amplitude value at the time when the antenna accurately points in the satellite direction (Φ = 0, that is, the phase φ = 0) is obtained. Based on this, the threshold level is corrected again and set to the optimum value TH 'for the current electric field strength (step S109). For example, the value is set to 2/3 of the amplitude value at the time of φ = 0.

【0062】このように、アンテナが衛星方向を向いた
時点の振幅値に基づきスレッショルドレベルをTH′に
再設定することにより、受信地点の変化・天候などによ
り電界強度が変動した場合でも、追尾範囲をほぼ一定に
保って常に良好な追尾特性を維持することができる。
Thus, by resetting the threshold level to TH 'based on the amplitude value at the time when the antenna faces the satellite, even if the electric field strength fluctuates due to changes in the receiving point, weather, etc. Can be kept almost constant, and good tracking characteristics can always be maintained.

【0063】すなわち、図4に示すように、スレッショ
ルドレベルを初期値THからTH′へと補正することに
より、追尾範囲がRからR′へと拡がる。このため、例
えば移動体が旋回し、アンテナ駆動部17(図1)の応
答遅れによって方位角誤差が発生した場合でも、追尾外
れを起こすことがなく、安定した追尾が可能となるので
ある。
That is, as shown in FIG. 4, the tracking range is expanded from R to R'by correcting the threshold level from the initial value TH to TH '. Therefore, for example, even if the azimuth error occurs due to the response delay of the antenna driving unit 17 (FIG. 1) when the mobile body turns, stable tracking is possible without causing tracking deviation.

【0064】さて、このようにしてスレッショルドレベ
ルの補正が終了すると、次に衛星の追尾モードに入って
追尾を実行する(ステップS110)。追尾モードにお
いても、遮蔽等により追尾が不能となり、衛星が追尾範
囲から外れるような事態になったときは(ステップS1
11;Y)、捕捉モードに戻って(ステップS10
2)、再び衛星の捕捉を行う。
When the threshold level correction is completed in this way, the satellite tracking mode is then entered to perform tracking (step S110). Even in the tracking mode, when tracking becomes impossible due to shielding or the like and the satellite goes out of the tracking range (step S1
11; Y), and returns to the capture mode (step S10).
2) Recapture the satellite again.

【0065】以上のように、本実施例では、方位角振幅
の最大値がスレッショルドレベルの初期値を越えない程
に電波が弱くなった場合であっても、スレショルドレベ
ル自体を低く変更し、振幅値がスレショルドレベルを越
える範囲を確保するため、従来のように衛星捕捉不能状
態に陥ることが回避される。また、アンテナ素子が衛星
方向に指向した時点の振幅値に基づき、スレッショルド
レベルを再設定することにより、電界強度が変動した場
合でも良好な追尾特性が維持される。
As described above, in the present embodiment, even if the radio wave is weak enough that the maximum value of the azimuth angle amplitude does not exceed the initial value of the threshold level, the threshold level itself is changed to a low value and the amplitude is changed. In order to secure the range in which the value exceeds the threshold level, it is possible to avoid the situation where satellites cannot be captured as in the conventional case. Further, by resetting the threshold level based on the amplitude value at the time when the antenna element is oriented in the satellite direction, good tracking characteristics are maintained even when the electric field strength changes.

【0066】本実施例では、衛星方向が未知となった場
合、所定の範囲(例えば全方位角方向)について受信レ
ベルがスレッショルドレベルの初期値、すなわち、強電
界地域において追尾が正常に行われる値(方位角位相φ
に対し−180°<φ<180°となる値)を越えるか
どうかを確認しながら衛星を探索旋回し、もし一度もス
レッショルドレベルを上回らない場合、先の探索旋回中
における受信レベルの最大値(すなわち、アンテナがほ
ぼ衛星方向に指向しているときの値)に基づいてスレッ
ショルドレベルの値を補正する。従って、スレッショル
ドレベルをまず強電界地域に合わせた値(高めの値)と
しているため、微弱な反射波を捕捉したり、サイドロー
ブで衛星を捕捉したりすることがなく、適切な衛星の捕
捉が可能となる。
In the present embodiment, when the satellite direction becomes unknown, the reception level is the initial value of the threshold level in a predetermined range (for example, all azimuth angle directions), that is, the value at which tracking is normally performed in the strong electric field area. (Azimuth phase φ
However, if the satellite does not exceed the threshold level even once, the maximum value of the reception level during the previous search orbit ((value of −180 ° <φ <180 °)) That is, the threshold level value is corrected based on the value when the antenna is oriented almost in the satellite direction). Therefore, since the threshold level is set to a value (higher value) that matches the strong electric field area first, it is possible to capture an appropriate satellite without capturing a weak reflected wave or capturing a satellite by the side lobe. It will be possible.

【0067】また、地域や天候等による電界強度の変動
に応じてスレッショルドレベルの値の補正を行う際に、
アンテナがほぼ衛星方向に指向している状態の受信レベ
ルにのみ基づいて行うため、スレッショルドレベルが不
当に低い値に設定されることがない。従って、常に衛星
を迅速・確実に捕捉することが可能になる。しかも、降
雨・シンチレーションにより、電界強度が一時的に低下
しスレッショルドレベルを下回ったとしても、速やかに
探索旋回に移行し、スレッショルドレベルの値を低下し
た電界強度に応じた値に再設定するため、受信レベルが
回復することを待たずして追尾を継続することができ、
優れた受信状態を常に維持することができる。
Further, when the threshold level value is corrected according to the variation of the electric field strength due to the region or the weather,
The threshold level is not set to an unreasonably low value because the threshold level is set only based on the reception level when the antenna is oriented almost in the satellite direction. Therefore, it is possible to always quickly and surely acquire the satellite. Moreover, even if the electric field strength temporarily drops due to rainfall / scintillation and falls below the threshold level, the search turn is swiftly performed and the threshold level value is reset to a value corresponding to the lowered electric field strength. Tracking can be continued without waiting for the reception level to recover,
It is possible to always maintain a good reception state.

【0068】なお、上記実施例では、スレッショルドレ
ベルの補正は、1周目の捜索において方位角振幅の最大
値がスレッショルドレベルの初期値を越えなかった場合
に行うこととしたが、その他、1周目の捜索において方
位角振幅の値がスレッショルドレベルの初期値を上回っ
た角度範囲が一定値以下であった場合についても同様に
スレッショルドレベル補正を行うこととすれば、より効
果的である。この場合には、1周目の捜索において方位
角振幅の値がスレッショルドレベルの初期値を上回った
角度範囲をメモリ18に記憶しておき、これを上記一定
値と比較すればよい。
In the above embodiment, the threshold level is corrected when the maximum value of the azimuth angle amplitude does not exceed the initial value of the threshold level in the search for the first round. It is more effective to perform the threshold level correction in the same manner even when the angle range in which the azimuth angle amplitude value exceeds the initial value of the threshold level is below a certain value in the eye search. In this case, the angular range in which the value of the azimuth angle amplitude exceeds the initial value of the threshold level in the search for the first round is stored in the memory 18, and this may be compared with the above-mentioned constant value.

【0069】なお、本実施例では、方位角方向での衛星
捕捉動作を説明したが、仰角方向でも同様である。そし
て、両者を組合せることにより、迅速かつ正確な衛星捕
捉が可能になるとともに、衛星追尾範囲の拡大により安
定した追尾が実現できる。
Although the satellite capturing operation in the azimuth direction has been described in this embodiment, the same applies to the elevation direction. By combining the two, it is possible to acquire satellites quickly and accurately, and it is possible to realize stable tracking by expanding the satellite tracking range.

【0070】[0070]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の発
明によれば、所定の衛星捜索範囲を捜索し終わった時点
で受信レベルが一度も所定のスレッショルドレベルを越
えなかったとき、受信レベルの最大値に基づいてスレッ
ショルドレベルの再設定を行うこととしたので、受信地
点や天候等の影響で電界強度が変動(低下)した場合に
おいても、確実にかつ短時間で衛星を捕捉することがで
きる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, when the reception level has never exceeded the predetermined threshold level at the time when the search for the predetermined satellite search range is completed, the reception level is not exceeded. Since the threshold level has been reset based on the maximum value of, even if the electric field strength fluctuates (decreases) due to the influence of the receiving point or the weather, it is possible to reliably and quickly capture the satellite. it can.

【0071】請求項2記載の発明によれば、所定の捜索
範囲を捜索し終わった時点で受信レベルが一度もスレッ
ショルドレベルを越えず、しかもこの受信レベルの最大
値が所定の下限値以上であったときにのみ、スレッショ
ルドレベルの再設定を行うこととしたので、受信レベル
の最大値が所定の下限値をも下回っていた場合には、ス
レッショルドレベルの変更は行われない。従って、例え
ばアンテナ装置が一時的に遮蔽物の影に入る都度スレッ
ショルドレベルが変更されてしまう事態を回避すること
ができる。
According to the second aspect of the present invention, the reception level never exceeds the threshold level when the search for the predetermined search range is completed, and the maximum value of the reception level is not less than the predetermined lower limit. Only when the threshold level is reset, the threshold level is reset. Therefore, if the maximum value of the reception level is less than the predetermined lower limit value, the threshold level is not changed. Therefore, for example, it is possible to avoid a situation in which the threshold level is changed every time the antenna device temporarily enters the shadow of the shield.

【0072】請求項3記載の発明によれば、所定の捜索
範囲を捜索し終わった時点で、前記受信レベルが前記ス
レッショルドレベルを上回った範囲が所定の角度範囲以
下であったとき、前記最大値に基づいてスレッショルド
レベルの再設定を行うこととしたので、電界強度が変動
した場合においても、電界強度の変動に応じて追尾範囲
がほぼ一定に保たれる。従って、受信地点や天候の状態
によって追尾範囲が狭くなることはなく、常に安定した
衛星捕捉・追尾性能を得ることが可能になる。
According to the third aspect of the invention, when the range in which the reception level exceeds the threshold level is equal to or less than the predetermined angle range at the time when the search for the predetermined search range is completed, the maximum value is obtained. Since the threshold level is reset based on the above, even if the electric field strength fluctuates, the tracking range is kept substantially constant according to the fluctuation of the electric field strength. Therefore, the tracking range does not become narrow depending on the receiving point and the weather condition, and it is possible to always obtain stable satellite acquisition / tracking performance.

【0073】請求項4記載の発明によれば、スレッショ
ルドレベルの再設定の後、さらに、アンテナ素子が衛星
方向に正しく指向した時点の受信レベルに基づいて前記
スレッショルドレベルの再再設定を行うこととしたの
で、正確な受信レベル(電界強度)に応じたスレッショ
ルドレベルが設定されることとなり、より安定した衛星
捕捉・追尾が可能となる。
According to the fourth aspect of the present invention, after the threshold level is reset, the threshold level is reset based on the reception level at the time when the antenna element correctly points in the satellite direction. Therefore, the threshold level is set according to the accurate reception level (electric field strength), and more stable satellite acquisition / tracking is possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例における衛星追尾アンテナ装
置の概略構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a satellite tracking antenna device according to an embodiment of the present invention.

【図2】方位角モノパルス信号を得る場合の原理図であ
る。
FIG. 2 is a principle diagram for obtaining an azimuth monopulse signal.

【図3】図1の装置の衛星捕捉動作を説明するための流
れ図である。
3 is a flow chart for explaining a satellite capturing operation of the apparatus of FIG.

【図4】方位角に対する方位角モノパルス信号、方位角
振幅及び方位角位相の特性と、スレッショルドレベルの
変化に対する衛星追尾範囲の広狭を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing characteristics of an azimuth monopulse signal, an azimuth amplitude and an azimuth phase with respect to an azimuth, and a range of a satellite tracking range with respect to a change in threshold level.

【図5】方位角に対する方位角モノパルス信号、方位角
振幅及び方位角位相の特性を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing characteristics of an azimuth angle monopulse signal, an azimuth angle amplitude, and an azimuth angle phase with respect to an azimuth angle.

【図6】電界強度が変化した場合における方位角に対す
る方位角モノパルス信号、方位角振幅及び方位角位相の
特性と、衛星追尾範囲の広狭を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing characteristics of an azimuth angle monopulse signal, an azimuth angle amplitude, and an azimuth angle phase with respect to an azimuth angle and a width of a satellite tracking range when the electric field strength is changed.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1〜4 サブアレイアンテナ 6 ターンテーブル 11 アレイアンテナ 12−1 上合成器 12−2 下合成器 13−1 左合成器 13−2 右合成器 14 仰角モノパルス回路 15 方位角モノパルス回路 16 制御部 17 アンテナ駆動部 1 to 4 sub-array antenna 6 turntable 11 array antenna 12-1 upper combiner 12-2 lower combiner 13-1 left combiner 13-2 right combiner 14 elevation monopulse circuit 15 azimuth monopulse circuit 16 controller 17 antenna drive Department

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西川 訓利 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 寺本 英二 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 渡辺 俊明 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 小川 勝 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 森田 真 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 匂坂 敦志 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 近沢 幸治郎 兵庫県神戸市兵庫区御所通1丁目2番28号 富士通テン株式会社内 (72)発明者 阪田 克己 兵庫県神戸市兵庫区御所通1丁目2番28号 富士通テン株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor, Kunori Nishikawa Aichi Prefecture, Aichi-gun, Nagakute-machi, Nagakage, No. 41 Yokomichi, Toyota Central Research Institute Co., Ltd. (72) Eiji Teramoto, Aichi-gun, Aichi-gun, Nagakute-machi 1 at 41 Central Road, Nagatoji Toyota Central Research Institute Co., Ltd. (72) Inventor Toshiaki Watanabe 1 in 41, Nagakute Town, Aichi-gun, Aichi Prefecture Toyota Central Research Institute at 42 Japan (72) Inventor Masaaki Ogawa 1 in 41, Yokoshiro, Nagakute-cho, Aichi-gun, Aichi Prefecture Toyota Central Research Institute Co., Ltd. (72) Inventor Makoto Morita 1 Toyota-cho, Toyota-shi, Aichi Prefecture Toyota Motor Corporation (72) Inventor Atsushi Ozaka Aichi Prefecture 1 Toyota-cho, Toyota-shi Toyota Motor Co., Ltd. (72) Inventor Kojiro Chikazawa 1-2-2 Gosho-dori, Hyogo-ku, Kobe-shi, Hyogo No. 28 FUJITSU TEN within Co., Ltd. (72) inventor Katsumi Sakata, Hyogo Prefecture, Kobe City, Hyogo-ku, Goshodori 1-chome No. 2 No. 28 FUJITSU TEN within Co., Ltd.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 衛星からの電波を受信するアンテナ素子
と、 アンテナ素子の受信レベルを検出するレベル検出手段
と、 アンテナ素子の指向方向を可変するアンテナ駆動手段
と、 衛星方向が未知の場合、前記アンテナ駆動手段を制御し
てアンテナ素子の指向方向を変化させながら前記レベル
検出手段により検出される受信レベルを観測して衛星を
捜索し、該受信レベルが所定のスレッショルドレベルを
上回ったことを検出して衛星を捕捉し追尾する捕捉追尾
制御手段と、 この捕捉追尾制御手段による衛星捜索中の受信レベルの
最大値を保持する手段と、 所定の捜索範囲を捜索し終わった時点で受信レベルが一
度も前記スレッショルドレベルを越えなかったとき、前
記最大値に基づいてスレッショルドレベルを再設定する
設定手段と、 を具備することを特徴とする衛星追尾アンテナ装置。
1. An antenna element for receiving a radio wave from a satellite, a level detecting means for detecting a reception level of the antenna element, an antenna driving means for changing a directing direction of the antenna element, and a satellite direction when the satellite direction is unknown. While controlling the antenna drive means to change the pointing direction of the antenna element, the reception level detected by the level detection means is observed to search for a satellite, and it is detected that the reception level exceeds a predetermined threshold level. Acquisition and tracking control means for capturing and tracking satellites by means of this, means for holding the maximum value of the reception level during the satellite search by this acquisition and tracking control means, and the reception level even once when the search for the predetermined search range is completed. Setting means for resetting the threshold level based on the maximum value when the threshold level is not exceeded. A satellite tracking antenna device characterized in that
【請求項2】 請求項1に記載の装置において、前記設
定手段は、 所定の捜索範囲を捜索し終わった時点で受信レベルが一
度も前記スレッショルドレベルを越えなかった場合に、
この受信レベルの最大値を所定の下限値と比較し、この
比較の結果、受信レベルの最大値が前記下限値以上であ
ったときにのみ、前記最大値に基づくスレッショルドレ
ベルの再設定を行うことを特徴とする衛星追尾アンテナ
装置。
2. The apparatus according to claim 1, wherein the setting means, when the reception level has never exceeded the threshold level at the time when the search for the predetermined search range is completed,
The maximum value of the reception level is compared with a predetermined lower limit value, and as a result of this comparison, the threshold level based on the maximum value is reset only when the maximum value of the reception level is equal to or higher than the lower limit value. Satellite tracking antenna device.
【請求項3】 衛星からの電波を受信するアンテナ素子
と、 アンテナ素子の受信レベルを検出するレベル検出手段
と、 アンテナ素子の指向方向を可変するアンテナ駆動手段
と、 衛星方向が未知の場合、前記アンテナ駆動手段を制御し
てアンテナ素子の指向方向を変化させながら前記レベル
検出手段により検出される受信レベルを観測して衛星を
捜索し、該受信レベルが所定のスレッショルドレベルを
上回ったことを検出して衛星を捕捉し追尾する捕捉追尾
制御手段と、 この捕捉追尾制御手段による衛星探索中の受信レベルの
最大値を保持する手段と、 所定の捜索範囲を捜索し終わった時点で、前記受信レベ
ルが前記スレッショルドレベルを上回った範囲が所定の
角度範囲以下であったとき、前記最大値に基づいてスレ
ッショルドレベルを再設定する設定手段と、 を具備することを特徴とする衛星追尾アンテナ装置。
3. An antenna element for receiving radio waves from a satellite, a level detecting means for detecting a reception level of the antenna element, an antenna driving means for varying a pointing direction of the antenna element, and a satellite direction when the satellite direction is unknown, While controlling the antenna drive means to change the pointing direction of the antenna element, the reception level detected by the level detection means is observed to search for a satellite, and it is detected that the reception level exceeds a predetermined threshold level. Acquisition and tracking control means for capturing and tracking satellites by means of a means, means for holding the maximum value of the reception level during the satellite search by this acquisition and tracking control means, and at the time when the search of a predetermined search range is completed, the reception level When the range above the threshold level is less than or equal to the predetermined angle range, the threshold level is reset based on the maximum value. Satellite tracking antenna apparatus characterized by comprising setting means for constant for, a.
【請求項4】 請求項1ないし請求項3に記載の装置に
おいて、さらに、 前記設定手段による再設定の後、アンテナ素子が衛星方
向に正しく指向した時点の受信レベルに基づき、前記ス
レッショルドレベルを再再設定する第2の設定手段、 を具備することを特徴とする衛星追尾アンテナ装置。
4. The apparatus according to claim 1, further comprising the step of resetting the threshold level based on the reception level at the time when the antenna element correctly points in the satellite direction after resetting by the setting means. A satellite tracking antenna device comprising: second setting means for resetting.
【請求項5】 請求項1ないし請求項4に記載の装置に
おいて、前記捕捉追尾制御手段による衛星捜索方向は方
位角方向又は仰角方向の少なくともいずれか一方である
ことを特徴とする衛星追尾アンテナ装置。
5. The satellite tracking antenna device according to claim 1, wherein a satellite search direction by the acquisition and tracking control means is at least one of an azimuth direction and an elevation angle direction. .
JP10705594A 1994-05-20 1994-05-20 Satellite tracking antenna device Expired - Fee Related JP3241532B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10705594A JP3241532B2 (en) 1994-05-20 1994-05-20 Satellite tracking antenna device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10705594A JP3241532B2 (en) 1994-05-20 1994-05-20 Satellite tracking antenna device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH07321533A true JPH07321533A (en) 1995-12-08
JP3241532B2 JP3241532B2 (en) 2001-12-25

Family

ID=14449367

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10705594A Expired - Fee Related JP3241532B2 (en) 1994-05-20 1994-05-20 Satellite tracking antenna device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3241532B2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005321235A (en) * 2004-05-06 2005-11-17 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> Radio wave attenuation calculation system, maximum attenuation analysis system, rate of influence of rainfall analysis system and radio wave attenuation calculation program
JP2009086711A (en) * 2007-09-27 2009-04-23 Denso Corp Vehicle accident prevention system
JP2009153113A (en) * 2007-11-27 2009-07-09 Hitachi Kokusai Electric Inc Automatic tracking device
JP2009207089A (en) * 2008-02-29 2009-09-10 Dx Antenna Co Ltd Reception system
JP2016201597A (en) * 2015-04-07 2016-12-01 株式会社東芝 Array Antenna Device

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109818666B (en) * 2018-12-18 2022-07-29 中国电子科技集团公司电子科学研究院 Satellite beam coverage enhancement method and system

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005321235A (en) * 2004-05-06 2005-11-17 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> Radio wave attenuation calculation system, maximum attenuation analysis system, rate of influence of rainfall analysis system and radio wave attenuation calculation program
JP2009086711A (en) * 2007-09-27 2009-04-23 Denso Corp Vehicle accident prevention system
JP2009153113A (en) * 2007-11-27 2009-07-09 Hitachi Kokusai Electric Inc Automatic tracking device
JP2009207089A (en) * 2008-02-29 2009-09-10 Dx Antenna Co Ltd Reception system
JP2016201597A (en) * 2015-04-07 2016-12-01 株式会社東芝 Array Antenna Device

Also Published As

Publication number Publication date
JP3241532B2 (en) 2001-12-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6191734B1 (en) Satellite tracking apparatus and control method for vehicle-mounted receive antenna system
US9692502B2 (en) System for dual frequency range mobile two-way satellite communications
CN113438006B (en) Satellite signal capturing method, device, system and storage medium
US20080258986A1 (en) Antenna array for a hi/lo antenna beam pattern and method of utilization
JP2001119330A (en) Mobile object satellite broadcast transmission/reception device
US7230569B1 (en) Search algorithm for phased array antenna
JP3241532B2 (en) Satellite tracking antenna device
JP2016180729A (en) Satellite tracking antenna device and satellite tracking method
JP2957370B2 (en) Automatic tracking antenna device
CN113765574B (en) High-flux satellite multi-frequency point synchronous satellite finding method
JP2641544B2 (en) Attitude control method and apparatus for receiving antenna
JP3227060B2 (en) Tracking control method for mobile antenna
JP5796159B2 (en) Vehicle antenna device
JPH05232205A (en) Antenna control apparatus
JP3212441B2 (en) Satellite acquisition device
JPH06102334A (en) On-vehicle receiver for automatic tracking of satellite broadcast for vehicle and control method therefor
JP3097876B2 (en) Directional antenna control device
JPH03247006A (en) Automatic tracking antenna system for receiving satellite broadcast
JP3895455B2 (en) Antenna system
JPS5827467B2 (en) direction finding method
JP3149156B2 (en) Microwave antenna device for mounting on moving object
JP3075354B2 (en) Tracking antenna control method and device
JPH041522B2 (en)
KR100399531B1 (en) A satellite antenna using directional sensor and the method thereof
JP2003344518A (en) System and method for tracking target

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20010918

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081019

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081019

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091019

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091019

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101019

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101019

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111019

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121019

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121019

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131019

Year of fee payment: 12

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees